(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤熱コークスを冷却するための冷却ガスを内部に導入するための空間を形成する周辺流室が、下側外周に沿って設けられたクーリングチャンバと、
前記クーリングチャンバの周方向に沿って配置され、前記周辺流室よりも上側に位置する前記赤熱コークスの温度を検出するための複数の温度検出器とを有するコークス乾式消火設備において、
前記周辺流室の内部にて、前記クーリングチャンバの周方向に沿って配置され、前記周辺流室から導入される前記冷却ガスの流量を、前記周方向についてそれぞれ調整する複数の流量調整部を備え、
前記複数の温度検出器の検出温度に基づいて、前記流量調整部を制御する制御装置を更に備え、かつ前記各流量調整部が、前記周辺流室に形成された前記冷却ガスの吹き出し口を絞る絞り板と、前記絞り板を駆動する駆動装置とを有することを特徴とするコークス乾式消火設備。
【請求項２】
請求項１記載のコークス乾式消火設備において、
隣り合う前記絞り板の端部が、該絞り板の厚み方向に重なっていることを特徴とするコークス乾式消火設備。
【請求項３】
請求項２記載のコークス乾式消火設備において、
前記各絞り板の形状は、扇状であることを特徴とするコークス乾式消火設備。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のコークス乾式消火設備において、
前記制御装置は、前記各温度検出器の検出温度に基づいて、前記赤熱コークスの周方向の温度分布を判定する温度分布判定部と、
前記温度分布判定部の判定結果に基づいて、前記赤熱コークスの温度分布が均一になるように前記駆動装置を制御する駆動装置制御部とを有することを特徴とするコークス乾式消火設備。
【請求項５】
請求項４記載のコークス乾式消火設備において、
前記温度分布判定部は、前記各温度検出器の検出温度について、予め決められた方法により求められた温度よりも高いか低いかを判定し、
前記駆動装置制御部は、前記予め決められた方法により求められた温度よりも高い前記検出温度が低下するように、前記周辺流室の吹き出し口の開口面積を大きくするための指令を、前記駆動装置に出力することを特徴とするコークス乾式消火設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、赤熱コークスを冷却するコークス乾式消火設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、コークス乾式消火設備では、チャンバー内の耐火物側面の摩擦係数等のばらつきにより、コークス荷下がり速度が周方向で不均一となって、チャンバー内周辺部のコークス温度分布が不均一となる問題が存在する。つまり、荷下がり速度が速い箇所ではコークス排出温度が高く、荷下がり速度が遅い場所ではコークス排出温度が低くなる。
【０００３】
ここで、特許文献１には、コークス乾式消火設備のガス循環装置が記載されている。このコークス乾式消火設備のガス循環装置は、赤熱コークスをコークス乾式消火設備本体のプレチャンバーに装入し冷却室に下降させ、冷却室内へ供給した冷却ガスである不活性ガスを赤熱コークスと熱交換させ、赤熱コークスの熱を回収した高温の不活性ガスをボイラに導入して熱交換した後、循環ブロワで再度冷却室へ圧送して循環させている。
このコークス乾式消火設備のガス循環装置において、排出コークスを冷却するために必要な循環ガスの総流量は、循環ブロワの回転数により制御されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−６７８２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、循環ブロワの回転数により循環ガス流量を一括で増減制御する方法では、チャンバー内周方向におけるコークスの均一冷却ができない。その結果、高温のコークスがチャンバーから排出され、コークスを搬送する搬送コンベヤを損傷する場合がある。
【０００６】
なお、チャンバー下部に位置する周辺流室をＮ分割し（Ｎは整数）、分割した部屋に各々循環ガスの導入ダクト及び流調弁を配置することも考えられるがダクト径が２〜３ｍ程度の巨大な口径となり、ダクト及び弁の製作費が高くなる。また、ダクトを設置するスペースの確保等の問題がある。特に既設改造においては設置スペースが取れず現実的ではない。
【０００７】
本発明は、クーリングチャンバから高温のコークスが排出されることを抑制し、設備を損傷する可能性を低減できるコークス乾式消火設備を提供することを目的とする。また、回収可能な熱量を増大できるコークス乾式消火設備を提供することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的に沿う本発明に係るコークス乾式消火設備は、赤熱コークスを冷却するための冷却ガスを内部に導入するための空間を形成する周辺流室が、下側外周に沿って設けられたクーリングチャンバと、
前記クーリングチャンバの周方向に沿って配置され、前記周辺流室よりも上側に位置する前記赤熱コークスの温度を検出するための複数の温度検出器とを有するコークス乾式消火設備において、
前記周辺流室の内部にて、前記クーリングチャンバの周方向に沿って配置され、前記周辺流室から導入される前記冷却ガスの流量を、前記周方向についてそれぞれ調整する複数の流量調整部を備え、
前記複数の温度検出器の検出温度に基づいて、前記流量調整部を制御する制御装置を更に備え、かつ前記各流量調整部が、前記周辺流室に形成された前記冷却ガスの吹き出し口を絞る絞り板と、前記絞り板を駆動する駆動装置とを有する。
【００１１】
本発明に係るコークス乾式消火設備において、隣り合う前記絞り板の端部が、該絞り板の厚み方向に重なっていることが好ましい。
【００１２】
本発明に係るコークス乾式消火設備において、前記各絞り板の形状は、扇状とすることができる。
【００１３】
本発明に係るコークス乾式消火設備において、前記制御装置は、前記各温度検出器の検出温度に基づいて、前記赤熱コークスの周方向の温度分布を判定する温度分布判定部と、
前記温度分布判定部の判定結果に基づいて、前記赤熱コークスの温度分布が均一になるように前記駆動装置を制御する駆動装置制御部とを有することが好ましい。
【００１４】
本発明に係るコークス乾式消火設備において、前記温度分布判定部は、前記各温度検出器の検出温度について、予め決められた方法により求められた温度よりも高いか低いかを判定し、
前記駆動装置制御部は、前記予め決められた方法により求められた温度よりも高い前記検出温度が低下するように、前記周辺流室の吹き出し口の開口面積を大きくするための指令を、前記駆動装置に出力することが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１〜５記載のコークス乾式消火設備においては、複数の流量調整部を備えているので、冷却ガスの流量を、周方向についてそれぞれ調整できる。
【００１７】
特に、流量調整部を制御して、クーリングチャンバから高温のコークスが排出されることを抑制できる。
【００１８】
また、各流量調整部が、周辺流室に形成された冷却ガスの吹き出し口を絞る絞り板と、絞り板を駆動する駆動装置とを有するので、省スペースとなる。
【００１９】
請求項２記載のコークス乾式消火設備においては、隣り合う絞り板の端部が、絞り板の厚み方向に重なっているので、隣り合う絞り板の隙間を通る冷却ガスの流速が大きくなることが抑制される。
【００２０】
請求項４記載のコークス乾式消火設備においては、駆動装置制御部が、温度分布判定部の判定結果に基づいて、赤熱コークスの温度分布が均一になるように駆動装置を制御するので、赤熱コークスの温度分布が不均一になることが抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施の形態に係るコークス乾式消火設備を側面視した説明図である。
【図２】同コークス乾式消火設備を平面視した説明図である。
【図３】各絞り板が後退した状態における、同コークス乾式消火設備のクーリングチャンバ内に吹き出す冷却ガスの流れを示す説明図である。
【図４】同コークス乾式消火設備のクーリングチャンバに形成された周辺流室の拡大図である。
【図５】同コークス乾式消火設備に装入された赤熱コークスの冷却方法を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。なお、各図において、説明に関連しない部分は図示を省略する場合がある。
【００２４】
本発明の一実施の形態に係るコークス乾式消火設備１０は、図１に示すように、クーリングチャンバＣ１、第１〜第４の温度検出器ＴＳ１〜ＴＳ４、第１〜第４の流量調整部１２ａ〜１２ｄ及び制御装置５０を備えている。
【００２５】
クーリングチャンバＣ１は、水平方向の断面が円形状の容器である。クーリングチャンバＣ１は、例えばコークス炉から排出された赤熱コークスＨＫ（冷却された赤熱コークスについては、以下、単に「コークスＨＫ」という場合がある）が装入され、この赤熱コークスＨＫを冷却ガスを用いて冷却できる。コークスＨＫは、クーリングチャンバＣ１の中央底部に形成された排出口１４から排出される。排出されたコークスＨＫは、排出口１４の下方に設けられた排出コンベヤＣ３によって、搬送される。
【００２６】
クーリングチャンバＣ１の下部には、冷却ガスをクーリングチャンバＣ１の内部に導入するための空間を形成する中心流室Ｃ４及び周辺流室Ｃ５が形成されている。なお、冷却ガスは不活性ガスである。
【００２７】
中心流室Ｃ４は、略円柱状の空間を形成する部屋であり、冷却ガスが吹き出す吹き出し口Ｃ２ａが、クーリングチャンバＣ１の底部上方の中央部に形成されている。吹き出し口Ｃ２ａからは、図３に示すように、平面視して径方向外向きに冷却ガスが吹き出す（図１及び図３に示す冷却ガスの流れＦ３参照）。
【００２８】
周辺流室Ｃ５は、中心流室Ｃ４の上方であって、クーリングチャンバＣ１の下側外周に沿って設けられ、円環状の空間を形成する部屋である。周辺流室Ｃ５には、冷却ガスが吹き出す吹き出し口Ｃ２ｂが、クーリングチャンバＣ１の内周に沿って形成されている。吹き出し口Ｃ２ｂは、図４に示すように、周辺流室Ｃ５のクーリングチャンバＣ１の内周側の端部の底面から、クーリングチャンバＣ１の下側内周面に向かって、斜め下方に延びている。吹き出し口Ｃ２ｂからは、図３に示すように、平面視して径方向内向きに冷却ガスが吹き出す（図１及び図３に示す冷却ガスの流れＦ２参照）。
【００２９】
中心流室Ｃ４及び周辺流室Ｃ５から吹き出した冷却ガスは、クーリングチャンバＣ１の内部を上方に移動する。冷却ガスは、赤熱コークスＨＫを冷却して、ボイラ（不図示）へ向かう排気口（不図示）から排気され、ボイラにて熱量が回収された上で、再び中心流室Ｃ４及び周辺流室Ｃ５へと導入されて（図１に示す冷却ガスの流れＦ１参照）循環する。
【００３０】
第１〜第４の温度検出器ＴＳ１〜ＴＳ４は、クーリングチャンバＣ１の周方向に沿って配置され、周辺流室Ｃ５よりも上側に位置する赤熱コークスＨＫの温度を検出できる。
【００３１】
第１〜第４の流量調整部１２ａ〜１２ｄは、周辺流室Ｃ５の内部にて、クーリングチャンバＣ１の周方向に沿って配置される。各流量調整部１２ａ〜１２ｄは、第１〜第４の温度検出器ＴＳ１〜ＴＳ４に対応して設けられており、周辺流室Ｃ５から供給される冷却ガスの流量を、周方向についてそれぞれ調整できる。つまり、第１〜第４の流量調整部１２ａ〜１２ｄによって、冷却ガスの流量（図３に示した冷却ガスの流れＦ２を周方向に分割して図２に示した冷却ガスの流れＦ２１〜Ｆ２４）が調整されると、それぞれ対応する第１〜第４の温度検出器ＴＳ１〜ＴＳ４の検出温度Ｔ１〜Ｔ４が変動する。
【００３２】
例えば、第１の流量調整部１２ａによって、冷却ガスの流量が増加すると、第１の温度検出器ＴＳ１によって温度が検出される赤熱コークスＨＫをより冷却し、第１の温度検出器ＴＳ１の検出温度Ｔ１が下降する。
また、第３の流量調整部１２ｃによって、冷却ガスの流量が低下すると、第３の温度検出器ＴＳ３によって温度が検出される赤熱コークスＨＫの冷却が抑えられ、第３の温度検出器ＴＳ３の検出温度Ｔ３が上昇する。
【００３３】
詳細には、各流量調整部１２ａ〜１２ｄは、進退する絞り板２０及び絞り板２０の駆動装置２２を有している。
絞り板２０は、図２に示すように、扇状の板部材である。絞り板２０は、クーリングチャンバＣ１の径方向（図４の矢印で示す方向）に進退し、周辺流室Ｃ５に形成された吹き出し口Ｃ２ｂを絞ることができる。
各絞り板２０は、クーリングチャンバＣ１の周方向に配置されている。各絞り板２０は、下側の面が周辺流室Ｃ５の底面と平行になるように配置されている。
【００３４】
また、各絞り板２０は、進退量によっては、隣り合う絞り板２０の端部が、上下方向（絞り板２０の厚み方向）に重なるように配置されている（図２に示す絞り板２０の端部の重なり部Ｌ参照）。隣り合う絞り板２０の端部が上下方向に重なる構成とすることによって、端部を重ねていない構成とした場合と比較して、隣り合う絞り板２０の隙間を通る冷却ガスの流速が大きくなることが抑制される。
駆動装置２２は、周辺流室Ｃ５の外側に設けられ、絞り板２０をクーリングチャンバＣ１の径方向に進退させることができる。駆動装置２２は、例えば、油圧シリンダや電動機である。
【００３５】
制御装置５０は、各温度検出器ＴＳ１〜ＴＳ４の検出温度Ｔ１〜Ｔ４に基づいて、流量調整部１２ａ〜１２ｄを制御できる。
制御装置５０は、図１及び図２に示すように、温度分布判定部５０ａ、駆動装置制御部５０ｂ及び沈静タイマー５０ｃを有している。
温度分布判定部５０ａは、各温度検出器ＴＳ１〜ＴＳ４の検出温度Ｔ１〜Ｔ４に基づいて、赤熱コークスＨＫの周方向の温度分布を判定できる。
【００３６】
駆動装置制御部５０ｂは、温度分布判定部５０ａの判定結果に基づいて、赤熱コークスＨＫの温度分布が均一になるように駆動装置２２を制御できる。
沈静タイマー５０ｃは、時間経過を判定できるタイマーである。
【００３７】
次に、コークス乾式消火設備１０の動作（赤熱コークスＨＫの冷却方法）について、図５に基づいて説明する。
本実施の形態においては、温度検出器及び流量調整部は、それぞれ４つ設けられているが、図５において、それぞれｎ個（ｎ：整数）設けられているとして記載されている。ただし、以下の説明においては、前述の通り、温度検出器及び流量調整部が、それぞれ４つ設けられているもの（ｎ＝４）として説明する。
【００３８】
コークス乾式消火設備１０の動作を示すステップＳ１〜Ｓ５（温度分布判定ステップ）は、制御装置５０の温度分布判定部５０ａによって実行され、ステップＳ６（吹き出し量変更ステップ）は、駆動装置制御部５０ｂによって実行される。
【００３９】
（ステップＳ１）
各温度検出器ＴＳ１〜ＴＳ４が、赤熱コークスＨＫの温度Ｔ１〜Ｔ４を検出する。
【００４０】
（ステップＳ２）
制御装置５０の温度分布判定部５０ａが、次式に基づいて、平均温度Ｔａを演算する。
【００４１】
Ｔａ＝（Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４）／４      式（１）
【００４２】
（ステップＳ３）
温度分布判定部５０ａが、各温度Ｔ１〜Ｔ４と平均温度Ｔａとの差分が予め決められた閾値αよりも小さいか否かを判定する。各差分が全て閾値α以下となる場合は、コークスＨＫの温度が周方向で実質的に均一であり、排出口１４から排出されるコークスＨＫの温度が低く抑えられていると判定され、ステップＳ７が実行される。各差分のうち、１つでも閾値αよりも大きい場合は、ステップＳ４が実行される。
【００４３】
（ステップＳ４）
温度分布判定部５０ａが、各温度Ｔ１〜Ｔ４の高低を判定する。具体的には、温度Ｔ１から平均温度Ｔａを減算した結果が、閾値αよりも大きい場合は、ステップＳ５１ａが実行される。一方、温度Ｔ１から平均温度Ｔａを減算した結果が、閾値−αよりも小さい場合は、ステップＳ５１ｂが実行される。温度Ｔ１から平均温度Ｔａを減算した結果が、閾値−α以上かつ閾値α以下である場合は、ステップＳ７が実行される（この分岐は、図５においては省略している）。
残りの温度Ｔ２〜Ｔ４についても同様に判定される。なお、図５において、温度Ｔ２及び温度Ｔ３に関する判断ステップは、省略して描かれている。
【００４４】
（ステップＳ５［ステップＳ５１ａ〜Ｓ５４ａ、ステップＳ５１ｂ〜Ｓ５４ｂ］）
ステップＳ５１ａとして、温度分布判定部５０ａが、第１の温度検出器ＴＳ１が検出するコークスＨＫの温度Ｔ１が高いと判定する。続いて、ステップＳ６１ａが実行される。
【００４５】
ステップＳ５１ｂとして、温度分布判定部５０ａが、第１の温度検出器ＴＳ１が検出するコークスＨＫの温度Ｔ１が低いと判定する。続いて、ステップＳ６１ｂが実行される。
【００４６】
残りのステップＳ５２ａ〜Ｓ５４ａ、ステップＳ５２ｂ〜Ｓ５４ｂについても、同様である。
【００４７】
（ステップＳ６［ステップＳ６１ａ〜Ｓ６４ａ、ステップＳ６１ｂ〜Ｓ６４ｂ］）
ステップＳ６１ａとして、温度分布判定部５０ａの判定結果（第１の温度検出器ＴＳ１が検出するコークスＨＫの温度Ｔ１が高いとする判定結果）に基づいて、駆動装置制御部５０ｂが、そのコークスＨＫの温度を検出する第１の温度検出器ＴＳ１に対応する流量調整部１２ａ〜１２ｄを制御し、絞り板２０を後退させる指令（周辺流室Ｃ５に形成された吹き出し口Ｃ２ｂの開口面積を増やす指令）を駆動装置２２に対して出力する。すなわち、駆動装置制御部５０ｂは、冷却ガスの流量（吹き出し量）を増やして、検出温度Ｔ１を低下させる。
【００４８】
また、ステップＳ６１ｂとして、温度分布判定部５０ａの判定結果（第１の温度検出器ＴＳ１が検出するコークスＨＫの温度Ｔ１が低いとする判定結果）に基づいて、駆動装置制御部５０ｂが、そのコークスＨＫの温度を検出する第１の温度検出器ＴＳ１に対応する流量調整部１２ａ〜１２ｄを制御し、絞り板２０を進出させる指令（周辺流室Ｃ５に形成された吹き出し口Ｃ２ｂの開口面積を減らす指令）を駆動装置２２に対して出力する。すなわち、駆動装置制御部５０ｂは、冷却ガスの流量（吹き出し量）を減らして、第１の温度検出器ＴＳ１によって検出されるコークスの温度（検出温度Ｔ１）を上昇させる。
【００４９】
残りのステップＳ６２ａ〜Ｓ６４ａ、ステップＳ６２ｂ〜Ｓ６４ｂについても、同様である。
【００５０】
なお、各絞り板２０の進退量は、｜Ｔ１−Ｔａ｜、｜Ｔ２−Ｔａ｜、｜Ｔ３−Ｔａ｜、｜Ｔ４−Ｔａ｜の各値と閾値αとの差に応じて決定できる。
例えば、ステップＳ５において、温度Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３が高温、温度Ｔ４が低温と判断された場合には、第１の温度検出器ＴＳ１に対応する絞り板２０の後退量は、｜Ｔ１−Ｔａ｜の値と閾値αとの差に応じて決定される。第２の温度検出器ＴＳ２に対応する絞り板２０の後退量は、｜Ｔ２−Ｔａ｜の値と閾値αとの差に応じて決定される。第３の温度検出器ＴＳ３に対応する絞り板２０の後退量は、｜Ｔ３−Ｔａ｜の値と閾値αとの差に応じて決定される。第４の温度検出器ＴＳ４に対応する絞り板２０の進出量は、｜Ｔ４−Ｔａ｜の値と閾値αとの差に応じて決定される。
【００５１】
（ステップＳ７）
沈静タイマー５０ｃが、予め決められた時間が経過したことを判定するまで、流量調整部１２ａ〜１２ｄによる制御状態が保持される。予め決められた時間が経過した後は、再度ステップＳ１が実行される。
【００５２】
このように、ステップＳ１〜Ｓ７が繰り返され、赤熱コークスＨＫが冷却される。冷却された赤熱コークスＨＫは、クーリングチャンバＣ１から排出され、排出コンベヤＣ３によって搬送される。
【００５３】
本発明は、前述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲での変更は可能である。例えば、前述の実施の形態や変形例の一部又は全部を組み合わせて発明を構成する場合も本発明の技術的範囲に含まれる。
【００５４】
温度検出器の個数は、４つに限定されるものではなく、任意でよい。
また、制御装置は、平均温度Ｔａを基準として、各検出温度の高低を判断していたが、この平均温度Ｔａに代えて、任意の予め決められた方法により求められた温度とすることも可能である。
【符号の説明】
【００５５】
１０：コークス乾式消火設備、１２ａ：第１の流量調整部、１２ｂ：第２の流量調整部、１２ｃ：第３の流量調整部、１２ｄ：第４の流量調整部、１４：排出口、２０：絞り板、２２：駆動装置、５０：制御装置、５０ａ：温度分布判定部、５０ｂ：駆動装置制御部、５０ｃ：沈静タイマー、Ｃ１：クーリングチャンバ、Ｃ２ａ：吹き出し口、Ｃ２ｂ：吹き出し口、Ｃ３：排出コンベヤ、Ｃ４：中心流室、Ｃ５：周辺流室、ＴＳ１：第１の温度検出器、ＴＳ２：第２の温度検出器、ＴＳ３：第３の温度検出器、ＴＳ４：第４の温度検出器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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